НАСА разработва “мегаракета” за изпращане на хора на Луната и в крайна сметка на Марс, съобщава “BBC”. Очаква се последните критични тестове на основната секция на гигантската ракета-носител да се проведат през следващите няколко седмици. Понякога сравнявана с емблематичния Сатурн V, може ли системата за изстрелване в космоса (SLS) да помогне да се улови вълнението от лунното сондиране в изслдване от ново поколение?
В южната част на Мисисипи, близо до границата с Луизиана, инженерите прокарват забележителен хардуер през крачките му. Гигантски оранжев цилиндър е окачен върху еднакво внушителна стоманена конструкция, наречена B-2 щанд за изпитване на територията на космическия център Stennis, тестово съоръжение на НАСА извън град Бей Сейнт Луис.
Измерен 65 м (212 фута) отгоре надолу – по-дълъг от Статуята на свободата – цилиндърът представлява ядрото на космическо превозно средство, по-мощно от всичко, което светът е виждал от 60-те години на миналия век.
Нарича се Система за космическо изстрелване (SLS) и се състои от основна степен с течно гориво – с четири мощни двигателя RS-25 в основата – и два усилвателя на твърдо гориво, които са закачени отстрани.
Напълно сглобеното превозно средство осигурява огромната сила на тягата, необходима за взривяването на астронавтите от Земята и ги хвърля към Луната. По програмата на Артемида на НАСА следващият мъж и първата жена ще бъдат изпратени на лунната повърхност през 2024 г. Това ще бъде първото кацане на екипажа на единствения естествен спътник на Земята след Аполон 17 през 1972 г.
Може да използва технология, разработена за космическата совалка, но в много отношения SLS е модерен наследник на Сатурн V, гигантската ракета, която е издигнала всички мисии на Аполон. След десетилетие на развитие SLS сега наближава критичен етап. Едногодишна програма за тестване за основния етап приключва. Наречен Green Run, той е предназначен да изглади всички проблеми преди първия полет на ракетата, насрочен за ноември 2021 г.
На 12 януари тази година първият ядрен етап на SLS беше изпратен на Stennis на шлеп от фабриката в Ню Орлиънс, където беше сглобен. След това беше повдигнат от кранове и монтиран във вертикално положение на изпитателния стенд B-2. Райън Маккибен, тестов диригент на SLS Green Run в Космическия център Стенис, заяви пред BBC News:
“Когато всъщност видите истинската сделка с истинската авионика, истинските резервоари – резервоарът за течен водород, който побира 500 000 галона, и резервоара за течен кислород с над 200 000 галона – това е невероятно превозно средство.”
Green Run е разделен на осем части – или тестови случаи. От началото на годината инженери от Nasa и Boeing, главният изпълнител на ракетата, работят по тези индивидуални тестове. Сред тях са включване на авиониката (полетна електроника), оценка на работата на различни системи и компоненти и симулиране на проблеми. Ето какво казва Райън Маккибен:
“Ние сме много щастливи, че успяхме да го прокараме: включете го, направете проверки за течове, дори под налягане на някои системи.”
“Един от тестовите случаи, тест пет, в крайна сметка завъртяхме двигателите – тогава ги движим хидравлично, за да могат да се правят корекции на курса по време на полет. Беше много забавно.”
По време на първата си мисия през следващата година, известна като Artemis-1, SLS ще изстреля отвинтена капсула Orion на контур около Луната. Това ще позволи на НАСА да оцени капсулата, преди астронавтите да бъдат допуснати.
Останалите два основни тестови етапа са от решаващо значение. Номер седем, известен като мокра генерална репетиция (WDR), включва пълно зареждане на резервоарите на основния етап с течен водород (LH2) – горивото на ракетата – и течен кислород (LOX), което кара горивото да гори. Заедно те са известни като горива.
Воден път се снове през територията на Космическия център Стенис, свързвайки го с близката река Пърл. Това позволява доставянето на тежко оборудване и хардуер между различни сайтове на НАСА. По време на мократа генерална репетиция в близост до тестовия щанд B-2 ще бъдат акостирани общо шест баржи с LH2 и LOX.
Студените (криогенни) горива ще се подават от тези баржи към резервоарите на основния етап. Това е относително лесно с водорода – много лек газ, но кислородът е тежък и трябва да се изпомпва.
Товаренето ще се извърши за около шест часа и половина. След като резервоарите се напълнят, те непрекъснато ще се доливат, тъй като ракетните горива са при температури от няколко стотици градуса под нулата и кипят с времето.
Инженерите ще събират данни и ще ги сравняват с математическите модели, за да проверят дали цялата система се държи според очакванията. Екипите на Stennis ще симулират отброяване на изстрелването по време на WDR, като вземат нещата до T-minus (оставащото време) 33 секунди. Миналия месец Джон Шанън, вицепрезидент и мениджър на SLS в Boeing, заяви:
“Ще прекараме около две седмици в разглеждане на данните, за да сме сигурни, че всички системи се държат според очакванията. Ще излезем и ще инспектираме превозното средство, уверете се, че няма изненади.“
Осмият и последен тест, наречен двигател „горещ огън“, ще се повиши от 33-секундната оценка. С основната сцена, закрепена към щанда, горещият огън ще види четирите си мощни RS-25 двигателя за първи път изстреляни заедно.
„Това е изгаряне с пълна продължителност – към това се насочваме“, каза Маккибен. И допълни:
“Вълнуващо е да запалим повече от едновременно … Не сме правили това от близо 40 години на обекта.”
Освен инженерните данни, които ще генерира, тестът ще покаже страхотната мощ на SLS. Двигателите – същите, които задвижваха вече пенсиониранata орбиталнa космическa совалка – ще генерират огромни 1,6 милиона паунда тяга. Това е приблизително същото като шест 747 самолета с пълна мощност. Въпреки че пропелентите са на сто градуса под нулата, когато се захранват към двигателите RS-25, изпускащите газове, които излизат, са 3,315C (6,000F) – достатъчно горещи, за да кипнат желязо. Райън Маккибен обясни процеса:
„Изстрелваме в кофа, в която влиза много вода. Водата предпазва от изгаряне направо през тестовия стенд.”
Стотици хиляди галони вода се насочват в кофата на пламъка за охлаждане на отработените газове. В допълнение, десетки хиляди галони ще бъдат използвани за създаване на водна „завеса“ около двигателите, за да се потисне шумът, генериран при пожар в продължение на 8,5 минути.
Това се прави, за да се предпази основният етап от вибрации, докато е закрепен към стойката. Маккибен допълни:
“Определено сме развълнувани, защото не можете много често да изпробвате ново космическо превозно средство.”
Наскоро инженерите отстраниха проблем с предклапан, който доставя течно водородно гориво на двигателите RS-25. Но Маккибен казва, че това е нещо, с което не е било трудно за справяне като проблем.
Тестването до голяма степен протече гладко, но имаше петседмично спиране поради Covid-19. Освен това работата на площадката също трябваше да бъде спирана шест пъти поради тропическото време, предвид особено активния сезон на ураганите.
Първоначално планирана да се състои в началото до средата на ноември, сега се очаква мократа генерална репетиция и горещият огън да се осъществят като тестове през следващите три до шест седмици.
Екипите са наясно, че са спазили януарския график за доставяне на основната сцена на Космическия център Кенеди във Флорида, където той ще бъде подложен на окончателна обработка и подготовка за стартиране през ноември 2021 г. Маккибен сподели, че вярва, че екипите все още могат да спазят този график, но добавя, че това зависи от представянето на ядрото по време на WDR.
SLS отдавна е гръмоотвод за тези, които биха предпочели НАСА да предаде по-голяма част от дейността си на търговски компании, а тези, които вярват, че правителствената ракета, създадена специално за превоз на хора и базирана на доказана технология, е най-добрият вариант за дълбоко изследване на космоса.
До края на тази година SLS ще струва повече от 17 млрд. долара, но без значителни модификации нито една съществуваща търговска ракета не може да изпрати Орион, астронавти и тежки товари на Луната наведнъж.
Все още няма ясен знак за посоката, в която администрацията на Джо Байдън може да поеме програмата за космически полети на хора. Усилията на Артемида се радват на двустранна подкрепа. Но някои законодатели от Капитолийския хълм не е задължително да са толкова привързани към графика, обявен миналата година от Майк Пенс, за кацане на хора на Луната до 2024 г.
Няма съмнение, че програмата на Луната е възвърнала част от вълнението на ерата на Аполон. Маккибен казва, че изпитва страхопочитание от това, което са направили инженерите на Saturn V през 60-те години. Не е тайна, че тестовият стенд B-2 за него е построен за тестване на петте двигателя от първия етап на Сатурн.
Ставайки мобилен с лаптопа си, Маккибен ми показва кола, която притежава: морски Dodge Dart от 1969 г. – годината, в която Нийл и Бъз се докоснаха до Морето на спокойствието, пише кореспондента на „BBC“. И му споделя:
“Това е нещо, което един стар тестващ човек, който щеше да тества Сатурн V, щеше да кара. Аз съм някакъв носталгичен човек.”
